MECANIZADO

El **mecanizado** es la conformación de materiales mediante la **eliminación o arranque de material** para conferirles la forma geométrica y dimensional definitiva. Se suele partir de una pieza en bruto que ha sufrido un proceso previo sin arranque de material. Ejemplos incluyen: **torneado**, **taladrado**, **cepillado**, **fresado**, etc.

ELEMENTOS DEL MECANIZADO

Pieza

Puede provenir de fundición, estampación, mecanizado o de un tocho. Es fundamental considerar:

  • El material del que está hecha.
  • Características metalúrgicas.
  • Forma de partida.
  • Especificaciones de acabado.

Herramienta

Se caracterizan por varios aspectos:

Material de la Parte Activa de Corte

  • Acero al **C** (Carbono).
  • Acero aleado.
  • Acero rápido.
  • Metal duro.
  • Cerámico.
  • Diamante.

Construcción

  • **Enterizas**: Una sola pieza.
  • **Placas soldadas**: Soporte con placa de metal duro soldada.
  • **Placas de fijación mecánica**: Uso de sistemas para intercambiar placas.

Forma de Operar el Filo de Corte

  • Filo de corte continuo: Un solo filo (Torneado, limado, cepillado…). Dos filos (broca helicoidal).
  • Filo de corte intermitente: Varios filos (Fresas, brochas…). Filos indefinidos (muelas de rectificado, segmento para bruñir).

Máquina-herramienta

Son máquinas no portables que, operadas por una fuente de energía exterior, conforman los materiales por arranque de viruta, abrasión, choque, etc.

Clasificación

  • Universales: Torno, fresadora, taladradora, rectificadora, limadora y mandrinadora.

TIPOS DE CONSTRUCCIÓN DE HERRAMIENTAS

Herramientas Enterizas

Tienen un soporte de acero al cual se le suelda de forma fija una placa de metal duro, o son enteramente de una sola pieza.

Herramienta con Plaquita

El soporte lleva un hueco y un pasador excéntrico para fijar unas **placas de metal duro**. Ante el desgaste, estas placas se pueden intercambiar.

EL TORNO

Se denomina **torno** al conjunto de máquinas y herramientas que permiten mecanizar piezas de forma geométrica de revolución. Estas máquinas-herramienta operan haciendo girar la pieza a mecanizar, mientras una o varias herramientas de corte son empujadas en un movimiento regulado de avance contra la superficie de la pieza, cortando la viruta de acuerdo con las condiciones tecnológicas de mecanizado adecuadas.

Operaciones Comunes en Torno

Las operaciones que se pueden realizar incluyen: **taladrado**, **cilindrado**, **mandrinado**, **refrentado**, **roscado**, etc.

Tipos de Torno

Torno Paralelo

Posee un carro que desplaza (de forma perpendicular al eje de simetría de la pieza) las herramientas y produce torneados cilíndricos. Este carro realiza la operación denominada **refrentado**. Lleva montado un tercer carro, de accionamiento manual y giratorio, llamado Charriot, montado sobre el carro transversal. Con el Charriot, inclinado a los grados necesarios, es posible mecanizar conos. Lo característico de este tipo de torno es que se pueden realizar en él todo tipo de tareas propias del torneado.

Torno Vertical

Es una variedad de torno diseñada para mecanizar piezas de gran tamaño, que van sujetas a un plato de garras y que por su peso harían difícil su fijación en un torno horizontal. Tienen el eje dispuesto verticalmente y el plato giratorio sobre un plano horizontal, lo que facilita el montaje de las piezas voluminosas y pesadas.

OPERACIONES ESPECÍFICAS DEL TORNEADO

  • Refrentado: Es la operación realizada en el torno mediante la cual se mecaniza el extremo de la pieza, en el plano perpendicular al eje de giro.
  • Cilindrado: Es una operación realizada en el torno mediante la cual se reduce el diámetro de la barra de material que se está trabajando.
  • Mandrinado: Es una operación de mecanizado que se realiza en agujeros ya existentes para obtener mayor precisión dimensional, mayor precisión geométrica o una menor rugosidad superficial, pudiéndose utilizar para agujeros cilíndricos como cónicos o roscas interiores.
  • Roscado: Proceso por el que, mediante un torno, se crea una hendidura sobre un cilindro describiendo una trayectoria helicoidal.

FRESADO

Consiste en el corte del material con una **herramienta rotativa (fresa)** de varios filos, llamados dientes, que ejecuta movimientos de avance programados desde la mesa de trabajo en casi cualquier dirección de los tres ejes posibles en los que se puede desplazar la mesa donde va fijada la pieza que se mecaniza.

Tipos de Fresado

Fresado Periférico

El eje de la herramienta es paralelo a la superficie que se está maquinando y la operación se realiza por los bordes de la periferia exterior de la fresa.

Fresado Frontal

La fresa es perpendicular a la superficie de trabajo y el maquinado se ejecuta por los bordes o filos cortantes, tanto por la periferia como por los bordes.

GEOMETRÍA DE LA HERRAMIENTA DE CORTE

La **herramienta de corte** está constituida por dos caras planas, que se cortan según una arista de corte y que está limitada con otras dos caras que no tienen relación con el corte. La herramienta arranca en su movimiento una capa de material transformándola en viruta.

  • Cara de desprendimiento: Sobre ella se desliza la viruta separada de la pieza.
  • Cara de incidencia: Queda frente a la superficie mecanizada.

Ángulos Fundamentales

Ángulo de Desprendimiento

Está formado entre la cara de desprendimiento y la normal a la superficie. Influye en la formación de la viruta, ya que es provocado por la acción de la arista y la cara de desprendimiento. La cara de desprendimiento es por donde la viruta se desliza y se acaba separando de la pieza inicial. Dependiendo del ángulo de desprendimiento que se tome, la forma de la viruta variará. Para reducir el trabajo de deformación de la viruta es necesario tomar ángulos grandes.

Ángulo de Incidencia

Está comprendido entre el dorso de la herramienta y la superficie trabajada y tiene la misión de evitar el roce entre el talón de la herramienta y la parte de la pieza ya mecanizada. El roce entre la pieza y la herramienta provocaría defectos en la pieza. Para evitar esto, todas las herramientas tienen que presentar un ángulo de incidencia positivo.

Ángulo de Filo (o Ángulo de Corte)

Realiza un corte oblicuo con un ángulo de inclinación respecto a la superficie de la pieza que estemos trabajando. Está en un plano perpendicular al movimiento de corte y contiene a la superficie mecanizada. Se dice ángulo de corte positivo cuando el ángulo de desprendimiento es mayor de cero, y negativo menor o igual que cero. Con el ángulo de corte se maneja la salida y la fuerza para arrancar la viruta, se crean rompevirutas, etc.

MOVIMIENTOS FUNDAMENTALES EN MECANIZADO

Se define como velocidad de corte la velocidad lineal de la periferia de una herramienta acoplada a una máquina herramienta o la velocidad lineal del diámetro mayor que esté en contacto con la herramienta en la pieza que se esté mecanizando (en un torno).

  • Movimiento de avance: Es el movimiento axial de la máquina.
  • Velocidad de avance: Velocidad lineal del centro de la herramienta.
  • Profundidad de corte: Es la diferencia entre la superficie sin mecanizar y una vez mecanizada. Se mide en mm y en ángulo recto (90º) respecto a la dirección del avance.

MÁQUINAS CONVENCIONALES VS. CONTROL NUMÉRICO (CN)

En la máquina convencional, el operario es el que manda los movimientos de la máquina siguiendo un plano, haciendo cálculos mentales o previamente hechos. En el Control Numérico (CN), todas las operaciones las hace un programa, siendo este el que maneja los movimientos de la máquina. Es el programador el que se encarga de preparar el control numérico para que posteriormente este se encargue de realizar los debidos movimientos y acciones para obtener una pieza.

Ventajas del Control Numérico (CN)

Las principales ventajas incluyen:

  1. Reducción en los tiempos de maniobra, donde la máquina se posiciona para empezar a realizar la operación.
  2. Reducción de los tiempos de ciclos operacionales: Se debe a que las trayectorias y velocidades son más ajustadas.
  3. Ahorro de herramientas y utillaje, debido a la utilización de herramientas universales.
  4. Reducción del tiempo de cambio de pieza.
  5. Posibilidad de trabajar con tamaños menores.